(57)【要約】【課題】最適なエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておかなくても、多様な入力画像中のエッジを検出することができるエッジ検出装置を提供する。【解決手段】入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出するエッジ検出装置１１０と、前記エッジ検出装置１１０のエッジ検出結果に応じて前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるフィルタ切り替え装置１２０とを備える。【選択図】図１
2010165194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像からのエッジ検出を補助する装置であって、
入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段のエッジ検出結果に応じて前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるフィルタ切り替え手段と、
を備えたことを特徴とするエッジ検出装置。
【請求項２】
前記フィルタ切り替え手段は、前記エッジ検出手段がエッジ検出に失敗したときに前記エッジ検出フィルタの種類を切り替え、
前記エッジ検出手段は、前記フィルタ切り替え手段により切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いて、前記と同一の画像に対して再度エッジ検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
【請求項３】
前記画像は動画像であり、
前記エッジ検出手段は、初期設定の種類のエッジ検出フィルタによってＮフレーム目（Ｎは正数）の画像に対してエッジ検出を行い、
前記フィルタ切り替え手段は、前記エッジ検出手段が初期設定の種類のエッジ検出フィルタによるＮフレーム目の画像に対するエッジ検出に失敗したときに、前記エッジ検出フィルタの種類を切り替え、
前記エッジ検出手段は、前記切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いてＮフレーム目の画像に対して再度のエッジ検出を行い、前記Ｎフレーム目の画像に対するエッジ検出が成功した場合は、当該エッジ検出成功の種類のエッジ検出フィルタを優先して、Ｎ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行い、前記Ｎフレーム目の画像に対する再度のエッジ検出が失敗した場合は、前記初期設定の種類のエッジ検出フィルタを優先してＮ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出装置。
【請求項４】
画像からのエッジ検出を補助する方法であって、
エッジ検出手段において、入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出するステップと、
フィルタ切り替え手段において、前記エッジ検出手段がエッジ検出に失敗したときに前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるステップと、
エッジ検出手段において、前記フィルタ切り替え手段により切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いて、前記と同一の画像に対して再度エッジ検出を行うステップと、
を備えたことを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項５】
動画像からのエッジ検出を補助する方法であって、
エッジ検出手段において、入力されたＮフレーム目（Ｎは正数）の画像に対して、初期設定の種類のエッジ検出フィルタを走査してエッジ検出を行うステップと、
フィルタ切り替え手段において、前記エッジ検出手段が初期設定の種類のエッジ検出フィルタによるＮフレーム目の画像に対するエッジ検出に失敗したときに、前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるステップと、
エッジ検出手段において、前記切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いてＮフレーム目の画像に対して再度のエッジ検出を行うステップと、
エッジ検出手段において、Ｎフレーム目の画像に対するエッジ検出が成功した場合に、当該エッジ検出成功の種類のエッジ検出フィルタを優先して、Ｎ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行うステップと、
エッジ検出手段において、Ｎフレーム目の画像に対する再度のエッジ検出が失敗した場合に、前記初期設定の種類のエッジ検出フィルタを優先してＮ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行うステップと、
を備えたことを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項６】
コンピュータを請求項１ないし３のいずれか１項に記載の各手段として機能させるエッジ検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影デバイスにより撮影された画像中からエッジ部分を検出するエッジ検出装置、方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラなどの撮影デバイスが一般に数多く普及しており、それらで撮影された画像に対して、様々な画像処理を施す事で、画像から新たな情報を引き出したり、画像へ新たな価値を付加したりすることが可能になる。それらの画像処理の一つとして、画像中からエッジ部分を検出する処理がある。
【０００３】
画像中からエッジを検出するには、注目画素とその周辺画素に対して、フィルタ処理を行う方法が有効である。
【０００４】
エッジ検出フィルタとしては、微分フィルタ、プリューウィットフィルタ、ソーベルフィルタ、ラプラシアンフィルタなどがある。
【０００５】
微分フィルタは、単純には、注目画素とその隣接画素に１と−１を乗じ、その値の和を計算するものであり、この計算結果が大きければ、その注目画素で明るさなどが急峻に変化することを示しており、そこに特定の成分でのエッジが存在する事を示すこととなる。
【０００６】
また、このエッジ検出フィルタの１と−１を入れ替えることで、上記で検出したエッジと逆方向の極性を持つエッジを検出することも可能である。
【０００７】
ここでの逆極性とは、例えば先に述べたエッジが白→黒と色が変化するエッジであった場合には、黒→白と色変化するエッジの事である。
【０００８】
さらに、計算に用いる画素値として、輝度成分画素値、色差成分画素値、赤色成分画素値などを用いる事で、特定の画像成分についてのエッジを検出することも可能である。
【０００９】
尚、本発明で利用するエッジ検出方法は、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ただし、上記で述べたように、フィルタを用いたエッジ検出方法は、事前に得たいエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておく必要がある。
【００１２】
そのため、想定と異なる画像が入力された場合に、わずかの差でエッジを検出できない事があるという問題がある。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、最適なエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておかなくても、多様な入力画像中のエッジを検出することができるエッジ検出装置、方法、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための請求項１に記載のエッジ検出装置は、画像からのエッジ検出を補助する装置であって、入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段のエッジ検出結果に応じて前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるフィルタ切り替え手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また請求項２に記載のエッジ検出装置は、請求項１において、前記フィルタ切り替え手段は、前記エッジ検出手段がエッジ検出に失敗したときに前記エッジ検出フィルタの種類を切り替え、前記エッジ検出手段は、前記フィルタ切り替え手段により切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いて、前記と同一の画像に対して再度エッジ検出を行う、ことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項４に記載のエッジ検出方法は、画像からのエッジ検出を補助する方法であって、エッジ検出手段において、入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出するステップと、フィルタ切り替え手段において、前記エッジ検出手段がエッジ検出に失敗したときに前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるステップと、エッジ検出手段において、前記フィルタ切り替え手段により切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いて、前記と同一の画像に対して再度エッジ検出を行うステップと、を備えたことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、最適なエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておかなくても、多様な入力画像へのエッジ検出に対応することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載のエッジ検出装置は、請求項１において、前記画像は動画像であり、前記エッジ検出手段は、初期設定の種類のエッジ検出フィルタによってＮフレーム目（Ｎは正数）の画像に対してエッジ検出を行い、前記フィルタ切り替え手段は、前記エッジ検出手段が初期設定の種類のエッジ検出フィルタによるＮフレーム目の画像に対するエッジ検出に失敗したときに、前記エッジ検出フィルタの種類を切り替え、前記エッジ検出手段は、前記切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いてＮフレーム目の画像に対して再度のエッジ検出を行い、前記Ｎフレーム目の画像に対するエッジ検出が成功した場合は、当該エッジ検出成功の種類のエッジ検出フィルタを優先して、Ｎ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行い、前記Ｎフレーム目の画像に対する再度のエッジ検出が失敗した場合は、前記初期設定の種類のエッジ検出フィルタを優先してＮ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行う、ことを特徴としている。
【００１９】
また、請求項５に記載のエッジ検出方法は、動画像からのエッジ検出を補助する方法であって、エッジ検出手段において、入力されたＮフレーム目（Ｎは正数）の画像に対して、初期設定の種類のエッジ検出フィルタを走査してエッジ検出を行うステップと、フィルタ切り替え手段において、前記エッジ検出手段が初期設定の種類のエッジ検出フィルタによるＮフレーム目の画像に対するエッジ検出に失敗したときに、前記エッジ検出フィルタの種類を切り替えるステップと、エッジ検出手段において、前記切り替えられた種類のエッジ検出フィルタを用いてＮフレーム目の画像に対して再度のエッジ検出を行うステップと、エッジ検出手段において、Ｎフレーム目の画像に対するエッジ検出が成功した場合に、当該エッジ検出成功の種類のエッジ検出フィルタを優先して、Ｎ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行うステップと、エッジ検出手段において、Ｎフレーム目の画像に対する再度のエッジ検出が失敗した場合に、前記初期設定の種類のエッジ検出フィルタを優先してＮ＋１フレーム目の画像に対するエッジ検出を行うステップと、を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、Ｎフレーム目でエッジ検出に成功したエッジ検出フィルタをＮ＋１フレーム目で優先的に使用することで、連続するフレーム間において、検出するエッジの傾向が変化しないため、安定的に同じ傾向のエッジを検出することが可能になる。
【００２１】
また、請求項６に記載のエッジ検出プログラムは、コンピュータを請求項１ないし３のいずれか１項に記載の各手段として機能させるエッジ検出プログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
（１）請求項１〜６に記載の発明によれば、最適なエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておかなくても、エッジ検出フィルタの成否に応じて自動で複数のエッジ検出フィルタを切り替えることで、多様な入力画像へのエッジ検出に備えることが可能になる。
（２）また、請求項３、５に記載の発明によれば、Ｎフレーム目でエッジ検出に成功したエッジ検出フィルタをＮ＋１フレーム目で優先的に使用することで、連続するフレーム間において、検出するエッジの傾向が変化しないため、安定的に同じ傾向のエッジを検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のエッジ検出装置の実施形態例を示す構成図。
【図２】本発明の原理を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明のエッジ検出における画像とフィルタを示す説明図。
【図４】本発明の実施例１における動作の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例２における動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。
【００２５】
図１は本発明のエッジ検出装置の実施形態例を示し、１００は本発明のエッジ検出装置としての画像処理補助装置である。この画像処理補助装置１００は、図示省略の画像入力手段から入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出する、エッジ検出手段としてのエッジ検出装置１１０と、エッジ検出装置１１０のエッジ検出結果に応じて前記エッジ検出フィルタの種類を切り替える、フィルタ切り替え手段としてのフィルタ切り替え装置１２０とを備えている。
【００２６】
前記エッジ検出装置１１０およびフィルタ切り替え装置１２０の各機能は例えばコンピュータによって達成される。
【００２７】
図２は本発明の動作原理を示しており、ステップＳ１において前記画像入力手段からエッジ検出装置１１０に画像が入力される。
【００２８】
ステップＳ２において、エッジ検出装置１１０は前記入力された画像に対してエッジ検出フィルタを走査してエッジを検出する。
【００２９】
ステップＳ３において、フィルタ切り替え装置１２０は、ステップＳ２のエッジ検出結果に応じて前記エッジ検出フィルタの種類を切り替える。
【００３０】
本実施形態例におけるエッジ検出方法としては、例えば微分フィルタを用い、特許文献１に記載の方法により、矩形領域を検出する場合を想定する。
【００３１】
特許文献１では、画像の外側から内側に向かってエッジ検出フィルタを連続走査し、フィルタ出力値が閾値を超える部分をエッジ探索開始点とし、その後ここまでのエッジ探索方向とは直交する方向に向かって同じエッジ検出フィルタを走査させることでエッジを検出している。
【００３２】
例えば、図３（ａ）の左辺からエッジ探索を行い黒のエッジを検出するためには、図３（ｃ）に示す様な１×３マスで構成され、１，０，−１というフィルタ値を持つ微分フィルタを輝度値に対して適用し、フィルタの出力値がある閾値を超える必要がある。
【００３３】
便宜上、図３（ａ）を白地黒矩形画像、図３（ｂ）を黒地白矩形画像、図３（ｃ）のフィルタを白黒フィルタ、図３（ｄ）のフィルタを黒白フィルタと呼び、以下の実施例ではこの二種類のフィルタが用意されているものとする。
【実施例１】
【００３４】
本実施例では、初期設定されたフィルタが、図３（ｄ）の黒白フィルタであり、図３（ａ）の白地黒矩形画像が入力されたときに黒矩形画像を検出する場合について、図４とともに説明する。尚、図４はエッジ検出装置１１０の処理を図示しており、フィルタ切り替え装置１２０が行う処理は図示省略している。
【００３５】
まずエッジ検出装置１１０が、入力画像に対し初期設定された黒白フィルタでエッジ検出を行う（ステップＳ１１）。
【００３６】
この時、黒白フィルタは白地黒矩形のエッジを検出できる極性ではないため、エッジを検出できない。エッジ検出できない場合（ステップＳ１２の判定結果がＮＯの場合）、フィルタ切り替え装置１２０がフィルタを図３（ｃ）の白黒フィルタに切り替える。
【００３７】
そしてステップＳ１３においてこの白黒フィルタで再度同一の画像に対してエッジ検出を行うと、エッジの極性が白地黒矩形を検出できる極性であるため、目的のエッジを検出することができ（ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳとなり）、白地黒矩形を検出することが出来る。
【００３８】
上記のように、エッジ検出装置１１０がステップＳ１１，Ｓ１３のエッジ検出処理と、ステップＳ１２，Ｓ１４のエッジ検出成功か否かの判定処理を行い、フィルタ切り替え装置１２０がエッジ検出の不成功時に前記フィルタを切り替える処理を行っているので、最適なエッジの方向性や画像の成分を想定し、それに適したエッジ検出フィルタを設定しておかなくても、多様な入力画像へのエッジ検出に備えることができる。
【実施例２】
【００３９】
本実施例では、動画像が入力である場合について説明する。  
【００４０】
図５は、実施例２における動作フローであり、図４と同一部分は同一符号をもって示している。尚、図５はエッジ検出装置１１０の処理を図示しており、フィルタ切り替え装置１２０が行う処理は図示省略している。
【００４１】
動画像は連続するフレーム画像の入力であると考え、各フレーム画像については実施例１を適用することとする。また、連続するフレーム同士では、その画像内容は大きく変化しないものとする。
【００４２】
まずＮフレーム目の入力画像に対しては、図４で述べた処理（ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理およびフィルタ切り替え装置１２０のフィルタ切り替え処理）と同一の処理を行う。
【００４３】
次にＮ＋１フレーム目の入力画像に対しては、Ｎフレーム目でエッジ検出に成功した場合（ステップＳ１２又はＳ１４の判定結果がＹＥＳの場合）、ステップＳ２１において、Ｎフレーム目でのエッジ検出成功フィルタ（ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合は黒白フィルタ、ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳの場合は白黒フィルタ）を優先的に使用してエッジ検出を行う。
【００４４】
逆に、Ｎフレーム目でエッジ検出に失敗した場合（ステップＳ１４の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ２２において、初期設定のフィルタ（すなわち黒白フィルタ）を優先的に使用してエッジ検出を行う。
【００４５】
上記のように、Ｎフレーム目でエッジ検出に成功した場合に、該Ｎフレーム目でのエッジ検出成功フィルタを優先使用してＮ＋１フレーム目の画像のエッジ検出を行っているので、連続するフレーム間において、検出するエッジの傾向が変化せず、安定的に同じ傾向のエッジを検出することができる。
【００４６】
なお、エッジ検出フィルタは、フィルタのサイズ、フィルタの設定値、対象とする画像の成分を自由に設定できるものである。
【００４７】
また、本実施形態のエッジ検出装置における各手段の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、本実施形態のエッジ検出方法における手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ（登録商標）  Ｄｉｓｋ）や、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メモリカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＨＤＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００…画像処理補助装置
１１０…エッジ検出装置
１２０…フィルタ切り替え装置
【図１】
2010165194.tif 000003
【図２】
2010165194.tif 000004
【図３】
2010165194.tif 000005
【図４】
2010165194.tif 000006
【図５】
2010165194.tif 000007